ASTUTI dan WINA: Pengaruh pakan limbah tempe terhadap ekskresi derivat purin dan pasokan N-mikroba
Pengaruh Pakan Limbah Tempe Terhadap Ekskresi Derivat Purin dan
Pasokan N-Mikroba pada Kambing Peranakan Etawah Laktasi
D.A. ASTUTI1 dan E. WINA2
1
Bagian Fisiologi dan Farmakologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor
2
Balai Penelitian Ternak, PO BOX 221, Bogor 16002, Indonesia
(Diterima dewan redaksi 13 Oktober 2002)
ABSTRACT
ASTUTI, D.A. dan E. WINA. 2002. Effect of tempe waste on excreation of purine derivatives and microbial–N supply in lactating
Etawah crossbred goats. JITV 7(3): 162-166.
The aim of this study was to evaluate excretion of purine derivatives and microbial–N supply in lactating Etawah crossbred
goats fed with fermented soybean waste. Sixteen first lactating goats were randomly allotted into four dietary treatment groups
that received 50% king grass plus R1: 50% concentrate, R2: 25% concentrate and 25% fresh tempe waste, R3: 25% concentrate
and 25% fermented tempe waste, and R4: 25% concentrate and 25% gelatinizing of liquid tempe waste. Fermented tempe waste
was made by fermentation of tempe waste (seed content of soybean) using Aspergillus niger, while for the gellatinizing of liquid
tempe waste was made by gelatinized with maize flour. Protein balance studies were conducted during two week trial and at the
end of the research. Urinary protein and purine derivatives were collected for analysis. Microbial–N supply was calculated from
purine derivatives excretion. Results showed that nitrogen consumptions were significantly different between R4 and three other
treatments and apparent digestible nitrogen in R3 were higher than that of R4 (P<0.05). The nitrogen retention in R1 and R3 were
higher than that of R2 and R4. Urinary purine derivatives in this study showed that allantoin, xanthine and hypoxanthine in R3
were higher than that of R4, while R1 and R2 were the same and the highest uric acid excretion and total purine derivatives were
observed in R3. Microbial–N supply were significantly different between all treatments where R3 was the highest. This research
concluded that fermented soybean waste had the highest total purine derivatives excretion and microbial–N supply to the
lactating Etawah crossbred goats.
Key words: Etawah crossbred goats, Aspergillus niger, allantoin, xanthin and hypoxanthin
ABSTRAK
ASTUTI, D.A. dan E. WINA. 2002. Pengaruh pakan limbah tempe terhadap ekskresi derivat purin dan pasokan N-mikroba pada
kambing Peranakan Etawah laktasi. JITV 7(3): 162-166.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi besarnya ekskresi derivat purin di urin dan bekalan mikroba-N pada kambing
peranakan Etawah yang sedang laktasi. Sejumlah 16 ekor kambing laktasi diacak secara sempurna kedalam 4 macam perlakuan
pakan yaitu semua kambing mendapatkan 50% rumput king grass ditambah R1: 50% konsentrat, R2: 25% konsentrat dan 25%
limbah tempe segar, R3: 25% konsentrat dan 25% limbah tempe yang telah difermentasi dan R4: 25% konsentrat dan 25%
limbah tempe cair yang telah diikat dengan tepung jagung. Fermentasi limbah tempe padat dilakukan dengan menggunakan
jamur Aspergilus niger, dan pembuatan gel untuk limbah tempe cair digunakan tepung jagung sebagai bahan pengikat.
Pengukuran neraca nitrogen dilakukan selama 2 minggu pada akhir pengamatan dan dilanjutkan dengan analisa N-urin dan
derivat purin. Besarnya pasokan mikroba-N dihitung berdasarkan rumus yang melibatkan jumlah ekskresi derivat purin. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa ada perbedaan yang nyata dari konsumsi nitrogen yang dipengaruhi oleh perlakuan beda pakan
yaitu R4 yang terendah dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya, dan nitrogen tercerna pada R3 menunjukkan hasil yang
lebih tinggi dibandingkan dengan R4 (P<0,05). Retensi nitrogen pada R1 dan R3 lebih tinggi dibandingkan dengan R2 dan R4.
Ekskresi derivat purin pada R3 lebih tinggi dibandingkan dengan R4, sementara R1 sama dengan R2 dan asam urat serta pasokan
N-mikroba pada R3 adalah tertinggi dibandingkan dengan perlakuan yang lain. Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa ransum
yang mengandung limbah tempe yang difermentasi menghasilkan ekskresi derivat purin yang tertinggi dan sekaligus dapat
menyediakan pasokan N-mikroba untuk induk semangnya yang terbanyak.
Kata kunci : Peranakan Etawah, Aspergilus niger, allantoin, xanthin dan hipoxanthin
PENDAHULUAN
162
Tempe merupakan salah satu produk olahan dari
kedelai yang difermentasi dengan Rhizopus sp. Pada
proses pembuatan tempe dihasilkan banyak limbah baik
JITV Vol. 7. No. 3. Th. 2002
yang berupa limbah cair maupun limbah padat
(ANONIMOUS, 2000). Limbah padat berupa kulit kedelai
yang rusak dan kedelai yang busuk, yang dapat
dijadikan pakan sumber serat, sedangkan limbah cair
berupa air bekas cucian, perendaman dan perebusan
yang masih mengandung asam amino lengkap dapat
dipakai sebagai campuran pada pakan ternak dalam
bentuk gel kering. Limbah tempe tersebut masih
mengandung protein yang cukup tinggi yaitu sekitar
16%. Dari hasil penelitian pendahuluan pembuatan gel
limbah tempe cair menunjukkan bahwa dengan bahan
pengikat berupa tepung jagung menghasilkan materi
yang lebih baik dibandingkan dengan menggunakan
tepung sorgum dan ketela.
Kambing Peranakan Etawah (PE) merupakan ternak
berfungsi ganda yaitu menghasilkan daging dan susu
sebagai sumber protein hewani bagi manusia. Pakan
merupakan salah satu faktor penentu produktivitas
ternak kambing. Sumber protein pakan berupa protein
murni dan NPN sebagian merupakan bahan untuk
kehidupan mikroba rumen dan hasil metabolisme
mikroba tersebut diekskresikan melalui urin dalam
bentuk senyawa derivat purin. Pemberian pakan asal
limbah tempe sebagai sumber protein sangat ekonomis
dan sekaligus membantu program penanganan limbah
yang ramah lingkungan.
Derivat purin (alantoin, asam urat, xantin dan
hipoxantin) dapat digunakan sebagai salah satu indeks
dari biomasa mikroba dan merupakan indeks pasokan
protein untuk induk semangnya (TOPPS dan ELLIOTT,
1965). Hal ini berdasarkan kenyataan bahwa serapan
purin yang berasal dari mikroba secara ekstensif
didegradasi dan kemudian diekskresikan sebagai
produk. Serapan N-mikroba pada ternak ruminansia
dapat diestimasikan dari ekskresi derivat purin di urin
yang diasumsikan bahwa purin yang diserap di
duodenum dengan derivat purin yang diekskresikan
adalah konstan (SURRA et al., 1997). Dengan pakan
dasar konsentrat yang ditambah dengan limbah tempe
yang masih kaya akan protein kasar diharapkan akan
menghasilkan N-mikroba di rumen yang tinggi
sehingga cukup untuk dapat menyediakan kebutuhan
protein induk semangnya.
Untuk
mendukung
penelitian
mengenai
pemanfaatan limbah industri tempe sebagai pakan
kambing laktasi diperlukan satu sentuhan teknologi
tepat guna agar hasilnya lebih optimal. Proses
fermentasi limbah padat dan gelatinisasi limbah cair
tempe diharapkan dapat menggantikan sebagian bahan
dasar pakan konsentrat dan sekaligus memberi bekalan
protein mikroba yang cukup untuk kambing laktasi.
Oleh sebab itu penelitian ini bertujuan untuk
mengevaluasi pengaruh pemberian limbah tempe (yang
difermentasi dan yang dibuat gel) terhadap besarnya
neraca nitrogen dan sumbangan N-mikroba untuk
ternaknya.
MATERI DAN METODE
Penelitian ini menggunakan 16 ekor kambing PE
laktasi dengan bobot hidup rataan 50 kg ± 4 kg dan
masa laktasi pertama. Selanjutnya ternak diacak untuk
mendapatkan salah satu dari perlakuan pakan sebagai
yang tertera pada Tabel 1.
Pakan konsentrat untuk kambing diperoleh dari
pabrik pakan dengan merk Kamfeed dengan kandungan
protein sebesar 18%, sedangkan ampas tempe dan
limbah cairnya diperoleh dari pabrik tempe disekitar
Yogyakarta yang tergabung dalam PRIMKOPTI.
Pembuatan ampas tempe yang difermentasi dilakukan
dengan menggunakan kapang Aspergilus niger {0,5%
dari bahan kering (BK)}, dan untuk pembuatan gel
kering limbah cair dilakukan dengan menambahkan
tepung jagung 15% ke dalam limbah cair tersebut dan
kemudian dilakukan pengeringan. Rumput king grass
diberikan dalam bentuk segar, sementara bahan yang
Tabel 1. Macam perlakuan dan nilai nutrien ransum yang diberikan pada kambing PE laktasi
Perlakuan
Rumput gajah (%)
Konsentrat (%)
Ampas tempe segar (%)
Ampas tempe fermentasi (%)
Limbah cair + tepung jagung (%)
Komposisi :
Bahan kering (%)
Protein kasar (% BK)
Lemak (% BK)
Serat kasar (% BK)
Energi (Kkal/kg)
R1
50
50
-
R2
50
25
25
91,22
14,00
4,83
20,61
4048
lain diberikan dalam bentuk kering udara. Dari bahan
yang telah disusun dalam bentuk ransum tersebut
kemudian dianalisis. Pemberian pakan telah dilakukan
-
R3
50
25
25
-
R4
50
25
25
93,74
14,25
3,99
29,94
3479
93,74
14,10
3,80
29,27
3955
94,02
14,01
4,70
20,0
3687
sejak kambing bunting tua, sehingga saat pengambilan
data dilakukan, ternak sudah betul-betul beradaptasi
dengan perlakuan yang diberikan yaitu rumput gajah
163
JITV Vol. 7. No. 3. Th. 2002
segar, ampas tempe (baik yang difermentasi maupun
yang tanpa fermentasi), limbah cair tempe yang sudah
diikat dengan tepung jagung serta pakan konsentrat
(Tabel 1). Ransum diberikan 2 kali sehari dengan
jumlah 1,5 kg pakan campuran (sesuai dengan yang
tertera pada Tabel 1) dan 5 kg hijauan rumput king
grass, sedangkan air minum diberikan secara bebas.
Penimbangan sisa pakan dilakukan untuk mengukur
besarnya konsumsi bahan kering. Pengukuran neraca
nitrogen dilakukan selama 2 minggu saat kambing
sudah dalam keadaan laktasi. Koleksi feses dan urin
dilakukan dengan menggunakan kantong khusus
sedemikian hingga feses dan urin terpisah. Analisis
nitrogen dan derivat purin (alantoin, xanthin,
hipoxanthin) dilakukan di Balitnak–Ciawi, dengan
menggunakan metoda mikro Kjeldahl untuk nitrogen
dan metode CHEN et al. (1992) dengan
spektrofotometer untuk derivat purin. Dari data ekskresi
derivat purin dapat diestimasikan jumlah serapan purin
asal mikroba oleh hewannya dengan mengikuti model
yang dijelaskan oleh CHEN dan GOMEZ (1992).
Besarnya serapan purin (P) dihitung dari total jumlah
derivat purin yang diekskresikan (x) dengan mengikuti
rumus:
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ransum R3
cukup palatabel untuk kambing PE dan konsumsi
nitrogennya tidak berbeda dengan ransum R1 yang
diberi konsentrat tinggi. Dari hasil pengamatan juga
menunjukkan bahwa ampas tempe fermentasi dapat
menggantikan sebesar 50% pakan konsentrat untuk
ransum kambing laktasi, tanpa ada perbedaan besarnya
retensi protein. Penggunaan ampas tempe segar
sebanyak 50% dalam pakan konsentrat menurunkan
angka retensi nitrogen. Pada perlakuan R4 menunjukkan
konsumsi nitrogen terendah dan berbeda nyata dengan
ketiga perlakuan yang lain (P<0,05). Demikian pula
dengan
nitrogen
tercerna
yang
mempunyai
kecenderungan sama yaitu tertinggi pada R3 dan
terendah pada R4. Data nitrogen yang diekskresikan
melalui urin pada pakan perlakuan R3 cukup tinggi
sehingga berakibat besarnya retensi nitrogen pada
semua perlakuan hampir sama walaupun ada
kecenderungan pada perlakuan R1 dan R3 tetap tinggi.
Salah satu faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya
ekskresi derivat purin adalah jenis pakan dan
katabolisme protein tubuh. Pada ternak ruminansia,
ketersediaan protein mikroba dapat diestimasi dari
besarnya derivat purin yang diekskresikan melalui urin.
Pada perlakuan R3 tampak bahwa ekskresi alantoin,
xanthin dan hipoxanthin tinggi yang diikuti dengan
retensi nitrogen yang relatif cukup tinggi pula. ASTUTI
dan SASTRADIPRADJA (1997) melaporkan bahwa ada
korelasi erat antara ekskresi alantoin di urin dengan
sintesis protein mikroba di rumen kambing bunting.
Protein mikroba rumen banyak digunakan untuk
kebutuhan protein induk semangnya. Untuk
pembentukan protein mikroba diperlukan senyawa
purin dan pirimidin. Degradasi dari senyawa purin
dalam rumen tersebut dapat berupa xanthin, hipoxantin
dan alantoin, sehingga makin banyak protein mikroba
terbentuk maka derivat purinnya juga meningkat. Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa dengan tingginya
P (mM) = 0,84x + 0,15 W0,75 e –0,25x
Sementara itu, jumlah pasokan N-mikroba untuk
induknya dapat dihitung dari serapan purin dengan
mengikutkan faktor-faktor: kecernaan purin mikroba
sebesar 0,83 dan rasio N-purin: total N-mikroba sebesar
0,116 : 1,00, sehingga didapatkan rumus:
70 P
Pasokan N-mikroba (g/h) =
0,727 P
0,83 x 0,116 x 1000
Model penelitian ini adalah Rancangan acak
Lengkap dan data yang diperoleh dianalisis dengan
menggunakan analisis varian dan perbedaan antar
perlakuan diuji kelanjutan dengan Duncan test (STEEL
dan TORRIE, 1986).
Tabel 2. Neraca nitrogen pada kambing PE laktasi yang diberi limbah tempe
Parameter
Konsumsi N (g/h)
N-feses (g/h)
N-cerna semu (g/h)
N-urin (g/h)
Retensi N (g/h)
R2
R1
26,08
5,92
p
p
20,16pq
11,04
9,12
p
p
R3
23,20
p
p
27,84
p
SEM
18,40
q
q
5,92
5,76
4,32
17,28q
22,08p
14,08q
p
13,28
q
p
9,44
7,84
Superskrip berbeda pada baris yang sama menunjukkan beda nyata (P<0,05)
165
R4
p
8,80
p
1,05
0,05
1,21
6,56
q
1,10
7,52
q
0,27
ASTUTI dan WINA: Pengaruh pakan limbah tempe terhadap ekskresi derivat purin dan pasokan N-mikroba
Tabel 3. Ekskresi derivat purin pada kambing PE laktasi yang diberi limbah tempe
R1
Alantoin (mM/h)
Xanthin+hipoxanthin(mM/h)
R2
10,38
q
q
1,03
q
R3
10,35
1,03
q
q
q
R4
15,23
1,50
p
3,04
p
p
Asam urat (mM/h)
2,07
2,06
Total DP (mM/h)
13,48q
13,44q
19,77p
q
p
Absorbsi purin (mM)
Pasokan N-mikroba (mg/h)
q
16
15,99
q
0,70
0,72
q
23,53
1,08
p
SEM
7,50
r
0,10
0,70
r
0,02
1,50
q
0,003
9,70r
11,35
0,50
r
0,57
r
0,78
0,006
Superskrip berbeda pada baris yang sama menunjukkan beda nyata (P<0,05)
ekskresi alantoin maka retensi protein induk semangnya
juga meningkat. Pakan yang berasal dari limbah tempe
padatan dan masih banyak mengandung protein dapat
meningkatkan besarnya ekskresi derivat purin di urin.
Tabel 3 menunjukkan data tentang derivat purin yang
diekskresikan oleh kambing PE laktasi yang diberi
pakan ampas tempe.
CHEN et al. (1990) melaporkan bahwa ekskresi
derivat purin di urin dari domba yang diinfusi dengan
asam nukleat 200 g/h menunjukkan angka yang berada
pada kisaran 1,12; 2,52 dan 15,44 mM/h masing-masing
untuk xanthin+hipoxanthin, asam urat dan alantoin.
Hasil penelitian ini juga menunjukkan angka kisaran
yang hampir sama dengan domba percobaan di atas.
Ekskresi derivat purin di urin adalah murni berasal dari
serapan purin mikroba dan purin dari jaringan tubuh
hewan, namun kontribusi dari ekskresi jaringan
endogen akan menjadi sangat kecil dibandingkan
dengan ekskresi purin mikroba apabila pasokan protein
pakan makin besar. Pakan limbah tempe terutama yang
bentuk padatan dan pakan konsentrat dapat
menyediakan cukup banyak protein kasar untuk hewan
semangnya, hal ini berarti dapat mengakibatkan
ekskresi purin endogen rendah dan ekskresi purin
mikroba yang tinggi. Hasil analisis ampas tempe
berdasarkan bahan kering terdiri dari protein (11,58%),
lemak (2,10%), serat kasar (50,80%) dan abu (2,61%)
(WIRYANI, 1991). CHEN et al. (1992) melaporkan
bahwa ekskresi derivat purin pada domba dengan bobot
hidup 55 kg dan mengkonsumsi 1,31 kg bahan kering
pakan atau mengkonsumsi N-cerna 16,50 g/h
mengekskresikan alantoin 12,74 mM, asam urat 3,07
mM dan xanthin + hipoxanthin 1,78 mM dengan
efisiensi pasokan N-mikroba sebanyak 36 g/kg bahan
organik tercerna. Sementara itu, SURRA et al. (1997)
melaporkan bahwa domba yang diberi pakan alfalfa dan
diinfusi dengan cairan garam fisiologis, RNA, pati dan
selulosa di sekum dapat mengekskresikan total derivat
purin secara berurutan sebanyak 9,12; 8,79; 8,90 dan
10,28 mM/h. Hasil lain dilaporkan oleh MUPANGWA et
al. (2000) bahwa domba yang diberi berbagai jenis
legum tropik dengan kisaran konsumsi N sejumlah 5,75
dan 27,70 g/h (masing-masing untuk perlakuan casia
dan stylo) menghasilkan total derivat purin berkisar
3,12 sampai 5,23 mM dengan besarnya serapan purin
3,71 sampai 6,22 mM/h, sedangkan besarnya pasokan
N-mikroba berkisar 2,70 – 4,53 g/h.
Hasil dari penelitian ini dengan menggunakan
kambing PE kondisi laktasi dan diberi pakan limbah
tempe olahan menghasilkan total ekskresi derivat purin
yang kurang lebih sama dibandingkan dengan hasil
yang didapatkan oleh CHEN et al. (1992). Ransum
dengan bahan ampas tempe yang difermentasi dengan
jamur Aspergilus niger dapat menyediakan vitamin
eksktra apabila difermentasi di dalam rumen. Vitamin
tersebut digunakan oleh bakteri rumen untuk membantu
proses sintesa protein mikroba sehingga derivat purin
yang terekskresi pun meningkat. Peningkatan ekskresi
derivat purin juga dapat disebabkan pada kambing yang
sedang laktasi akan terjadi proses katabolisme dan
anabolisme yang cepat dan tinggi sehingga melibatkan
cadangan-cadangan protein dan asam nukleat yang ada
dalam tubuh. Sebagai konsekuensi kelanjutannya maka
ekskresi derivat purin menjadi banyak yang berarti pula
di dalam tubuh terjadi serapan dan pasokan N-purin
yang banyak.
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pakan
ampas tempe yang difermentasi dengan Aspergilus
niger dapat menggantikan 50% pakan konsentrat
komersial dan mempunyai nilai retensi N yang sama.
Ekskresi derivat purin dari kambing yang diberi pakan
ampas tempe yang difermentasi menunjukkan hasil
yang cukup banyak, sehingga besarnya serapan purin
dan pasokan N-mikroba lebih banyak dibandingkan
dengan pakan konsentrat.
Perlu dikaji lebih lanjut pemberian ampas tempe
diatas 60% pada ransum kambing PE laktasi untuk
diamati tentang jumlah pasokan N-mikroba rumen dan
neraca proteinnya.
166
JITV Vol. 7. No. 3. Th. 2002
DAFTAR PUSTAKA
ANONIMUS.
2000.
Laporan
Pertanggungjawaban
Pembangunan Instalasi Pengolahan Limbah Cair
Industri Tahu Tempe PRIMKOPTI Ngoto Yogyakarta.
Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah
Setwilda Propinsi DIY, Yogyakarta.
ASTUTI, D.A. and D. SASTRADIPRADJA. 1997. Relationship
between ruminal protein synthesis with urinary alantoin
excretion on Ettawah goats. Proceeding Seminar AAAP.
Makuhari-Tokyo, Japan.
ASTUTI, D.A., D. SASTRADIPRADJA and T. SUTARDI. 2000.
Nutrient Balance and Glucose metabolism of Female
growing, Late Pregnant and Lactating Ettawah
Crossbred Goats. AJAS 13 :8 : 1068-1077.
CHEN, X.B; F.D. DE B. HOVELL; E.R. ORSKOV and D.S.
BROWN. 1990. Excretion of Purine derivative by
Ruminants : Effect of Exogeneous Nucleic Acid Supply
on Purine Derivative Excretion by Sheep. British J. Nut.
63: 131-142.
CHEN, X.B and M.J. GOMES. 1992. Estimation of Microbial
Protein supply to Sheep and Cattle based on Urinary
Excretion of Purine Derivative: an Overview of the
Technical Details. Occasional Publication. Rowett
Research Institute, Bucksburn, Aberdeen, UK.
165
CHEN X.B., Y.K. CHEN, M.F. FRANKLIN, E.R. ORSKOV and
W.J. SHAND. 1992. The Effect of Feed Intake and Body
Weight on Purine Derivative Excretion and Microbial
Protein Supply in Sheep. J. Anim Sci. 70: 1534-1542.
MUPANGWA, J.F., N.T. NGONGONI, J.H. TOPPS, T. ACOMOVIC,
H. HAMUDIKUWANDA and L.R. NDLOVU. 2000. Dry
Matter Intake, Apparent Digestibility and Excretion of
Purine Derivatives in Sheep Fed Tropical Legume Hay.
Small Ruminant Res. 36:261-268.
SURRA, J.C., J.A. GUANDA, J. BALCELLS and C. CASTRILLO.
1997. Effect of Post-ruminal Fermentation on the Faecal
and Urinary Excretion of Purines. J. Anim. Sci 65:383390.
STEEL, R.G.D. and J.H. TORRIE. 1986. Principles and
Procedures of Statistics. Mc Graw Hill Book Co. Inc.
N.Y.
TOPPS, J.H. and ELLIOTT, R.C. 1965. Relationship between
concentration of ruminal nucleic Acids and excretion of
purine derivatives by sheep. Nature, 205:498-499.
WIRYANI, E. 1991. Analisis kandungan limbah cair pabrik
tempe kedele dan upaya pengolahannya dengan proses
anaerobik. Thesis Pascasarjana IPB, Bogor.